基于現(xiàn)場總線的加工中心用六軸數(shù)控系統(tǒng)

圖4STH-850型數(shù)控加工中心

圖5六軸數(shù)控系統(tǒng)主界面圖

　　數(shù)控系統(tǒng)主要的技術(shù)指標(biāo)如下:

　　1)具有六個(gè)運(yùn)動軸，即直線軸X、Y、Z軸，旋轉(zhuǎn)軸A、B、C軸，可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動，最小分辨率0.001mm/0.001度;
　　2)切削進(jìn)給速度達(dá)到24m/min，快移速度達(dá)到24m/min，進(jìn)給加速度達(dá)到20m/s²;
　　3)具有微線段的前瞻自適應(yīng)速度控制功能，其中微線段最小段長為0.01mm,預(yù)讀段數(shù)為100段;
　　4)具有直線、圓弧插補(bǔ)、空問螺旋線等插補(bǔ)功能;
　　5)具有刀具補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償以及反向間隙補(bǔ)償?shù)茸詣友a(bǔ)償功能:
　　6)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到BDDOrlmin，具有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止以及準(zhǔn)停功能;
　　7)支持鉆孔、鍵孔、攻絲等多種固定循環(huán)加工宏指令;
　　8)提供內(nèi)裝式PMC功能，可使用梯形圖進(jìn)行編程;
　　9)具有動態(tài)三維仿真顯示功能;
　　10)提供手動、自動換刀功能。

　　在預(yù)讀段銜接進(jìn)給速度和加工過程平滑減速的約束條件下，對轉(zhuǎn)接點(diǎn)最優(yōu)銜接速度進(jìn)行預(yù)計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)前瞻自適應(yīng)速度控制功能。按照國家標(biāo)準(zhǔn)對直線和圓插補(bǔ)精度進(jìn)行了測試，測試結(jié)果如表3所示。實(shí)際測試表明，微線段加工時(shí)其進(jìn)給速度可達(dá)到1m/lmin，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度的高速平滑銜接。圖s為使用五軸聯(lián)動加工葉輪試件的實(shí)際切削圖。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過持續(xù)不間斷生產(chǎn)加工，結(jié)果表明:控制系統(tǒng)硬件能夠可靠工作，軟件各項(xiàng)功能工作正常并且穩(wěn)定，加工過程中速度控制平穩(wěn)，精度高，系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)時(shí)提出的要求。

圖6五軸聯(lián)動加工試件實(shí)際切削圖

5 結(jié)束語

　　為了保證加工中心用數(shù)控系統(tǒng)連線方便和功能具有可擴(kuò)展性，本文提出了基于現(xiàn)場總線的六軸數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了分布式的運(yùn)動控制，克服了傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)集中式控制的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)了一種現(xiàn)場總線協(xié)議及其安全通恰軟件，能保證CNC控制器與內(nèi)裝式PMC、遠(yuǎn)程操作面板之問進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。該系統(tǒng)已在五軸數(shù)控加工中心上得到了成功的應(yīng)用。